JP4498953B2

JP4498953B2 - Coherent optical communication device and coherent optical communication system

Info

Publication number: JP4498953B2
Application number: JP2005058971A
Authority: JP
Inventors: 聖成川; 広明三条; 尚也桜井; 清美雲崎
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2025-03-03
Also published as: JP2006246031A

Description

本発明は、コヒーレント光通信における偏波状態に依存しない光通信装置もしくは光通信システムに関するものである。 The present invention relates to an optical communication apparatus or an optical communication system that does not depend on a polarization state in coherent optical communication.

コヒーレント光通信においては、信号光と局部発振光を混合することで光検波を行うが、信号光と局部発振光の偏波状態が一致していない場合、検波効率が劣化し、最悪の場合、信号が出力されなくなる。このため、信号光と局部発振光の偏波状態を一致させる必要があるが、既設の光ファイバ伝送路中を長手方向にわたって偏波状態を安定に保持することは現実的に難しく、受信側における信号光の偏波状態を一定の状態に維持しておくことができない。この原因としては、光ファイバ伝送路の温度変化、振動などがある。このような信号光の偏波状態の変化に依存せず、コヒーレント光検波を実現する方法として、偏波ダイバーシティ受信方式がある。 In coherent optical communication, optical detection is performed by mixing signal light and local oscillation light, but if the polarization state of the signal light and local oscillation light does not match, the detection efficiency deteriorates, in the worst case, No signal is output. For this reason, it is necessary to match the polarization state of the signal light and the local oscillation light, but it is practically difficult to stably maintain the polarization state in the longitudinal direction in the existing optical fiber transmission line. The polarization state of the signal light cannot be kept constant. The causes include temperature change and vibration of the optical fiber transmission line. As a method for realizing coherent optical detection without depending on such a change in the polarization state of signal light, there is a polarization diversity reception method.

従来の偏波ダイバーシティ受信方式を用いたコヒーレント光受信器（例えば、非特許文献１参照）を図１０に示す。この従来の偏波ダイバーシティ受信方式を用いたコヒーレント受信器（以下、偏波ダイバーシティ受信器という）においては、まず、送信器側から伝送された信号光を、光偏波分離素子６１により直交する第１偏波状態と第２偏波状態に配分する。次に、局部発振光源６２と９０°偏波回転器６３により第１偏波状態および第２偏波状態の局部発振光を生成し、光結合器６４，６５によりそれぞれの偏波状態の信号光と混合し、混合された信号光を光検波器６６，６７により受信することで、それぞれの偏波状態における中間周波信号を出力する。この２つの中間周波信号を、それぞれ復調回路６８，６９により復調し、加算器７０によって２つの出力を加算することで信号成分を出力する。これにより、信号光の偏波状態に関わらず、受信器において一定以上の信号出力を得ることが可能となる。
ＴａｋａｎｏｒｉＯｋｏｓｈｉ，ＳｈｉｒｏＲｙｕａｎｄＫａｚｕｏＫｉｋｕｃｈｉ，“Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｄｉｖｅｒｓｉｔｙｒｅｃｅｉｖｅｒｆｏｒｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ／ｃｏｈｅｒｅｎｔｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”，ＩＯＯＣ’８３，ＦｏｕｒｔｈＩｎｔ．Ｃｏｍｆ．ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＯｐｔ．ＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＣｏｍｍｕｎ．，Ｔｏｋｙｏ，Ｊｕｎｅ２７−３０，１９８３，ＰａｐｅｒＮｏ．３０Ｃ３−２，Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔ，ｐｐ．３８６−３８７ FIG. 10 shows a coherent optical receiver (for example, see Non-Patent Document 1) using a conventional polarization diversity reception system. In a coherent receiver using the conventional polarization diversity reception system (hereinafter referred to as a polarization diversity receiver), first, signal light transmitted from the transmitter side is orthogonalized by an optical polarization separation element 61. Allocate to 1 polarization state and 2nd polarization state. Next, local oscillation light in the first polarization state and the second polarization state is generated by the local oscillation light source 62 and the 90 ° polarization rotator 63, and the signal light in each polarization state is generated by the optical couplers 64 and 65. And the mixed signal light is received by the optical detectors 66 and 67 to output intermediate frequency signals in the respective polarization states. The two intermediate frequency signals are demodulated by the demodulating circuits 68 and 69, respectively, and the adder 70 adds the two outputs to output a signal component. This makes it possible to obtain a signal output of a certain level or more at the receiver regardless of the polarization state of the signal light.
Takanori Okoshi, Shiro Ryu and Kazuo Kikuchi, “Polarization-diversity recipient for heterodyne / coherent optical fiber communications,” IOOC '83F. Comf. Integrated Opt. Optical Fiber Commun. , Tokyo, June 27-30, 1983, Paper No. 30C3-2, Tech. Digest, pp. 386-387

しかしながら、図１０に示す従来の偏波ダイバーシティ受信器は、受信器側において、光偏波分離素子、光結合器、光検波器、復調回路、加算器を追加で必要とする。このことから、偏波ダイバーシティ受信方式の受信器を実現しようとすると、受信器の部品点数が増大し、構成が複雑になるという問題を生ずる。 However, the conventional polarization diversity receiver shown in FIG. 10 additionally requires an optical polarization separation element, an optical coupler, an optical detector, a demodulation circuit, and an adder on the receiver side. For this reason, when trying to realize a receiver of the polarization diversity reception system, there is a problem that the number of parts of the receiver increases and the configuration becomes complicated.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、信号光の偏波変動に依存しないコヒーレント光通信において、送信器側に機能を集約することで簡易な構造の受信器による信号検波を可能として、受信器の部品点数を削減することのできるコヒーレント光通信装置およびコヒーレント光通信システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to simplify functions by concentrating functions on the transmitter side in coherent optical communication that does not depend on polarization fluctuations of signal light. It is an object of the present invention to provide a coherent optical communication apparatus and a coherent optical communication system that enable signal detection by a receiver having a structure and reduce the number of parts of the receiver.

上記目的を達成するため、本発明は、光信号送信器から送信される信号光を受信器において復調する際に、信号光と局部発振光を干渉させ、光へテロダイン検波を行うことによって、信号光を検波し復調するコヒーレント光通信装置において、送信器側に、発振光周波数が異なる２つの光源と、前記２つの光源からの２つの発振光の偏波を相対的に直交状態にする偏波制御器と、前記偏波制御器から出力された２つの発振光を結合する光結合器と、結合された前記２つの発振光に強度変調信号を印加することにより同一の信号変調を行い２つの信号光を出力する光変調器を備え、受信器側に、局部発振光を出力する局部発振光源と、前記送信器から送信された前記２つの信号光と前記局部発振光とを結合する光結合器と、結合された前記２つの信号光と前記局部発振光を光電変換することにより異なる２つの中間周波信号を出力する光検波器と、前記２つの中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、前記２つの中間周波信号を両方とも透過する帯域を持つバンドパスフィルタと、前記２つの中間周波信号をまとめて検波することにより信号成分を復調する包絡線検波器を備え、前記２つの中間周波信号の周波数差の絶対値が前記２つの信号光の変調速度の半分より大きくなるように前記２つの信号光と前記局部発振光の光周波数を設定したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a signal by interfering signal light and local oscillation light and performing optical heterodyne detection when demodulating the signal light transmitted from the optical signal transmitter at the receiver. in coherent optical communication apparatus for demodulating detects light, the transmitter side, the polarization of the two light sources oscillation light frequency are different, the polarization of the two oscillation light from the two light sources relative orthogonal states controller and the polarization control and an optical combiner for combining the two oscillation light output from the device, combined the two oscillation light intensity modulation signal row physician 2 identical signals modulated by applying a one of an output light modulator signal light, the receiver side, light coupled with the local oscillation light source for outputting a local oscillation light, and said local oscillator light and transmitted the two signal light from the transmitter and coupler, the two coupled A photodetector for outputting two intermediate-frequency signals having different by photoelectrically converting the signal light local oscillator light, both the intermediate frequency amplifier, said two intermediate frequency signals for amplifying said two intermediate frequency signals e Bei bandpass filter having a bandwidth for transmitting, the envelope detector for demodulating the signal component by detecting together the two intermediate frequency signals, the absolute value of the frequency difference of the two intermediate-frequency signal is the The optical frequencies of the two signal lights and the local oscillation light are set so as to be larger than half of the modulation speed of the two signal lights .

また、本発明は、光信号送信器から送信される信号光を受信器において復調する際に、信号光と局部発振光を干渉させ、光へテロダイン検波を行うことによって、信号光を検波し復調するコヒーレント光通信装置において、送信器側に、発振光周波数が異なる２つの光源と、前記２つの光源からの２つの発振光に個別に強度変調信号を印加することにより同一の信号変調を行う光変調器と、前記光変調器からの２つの信号光の偏波を相対的に直交状態にする偏波制御器と、前記偏波制御器から出力され２つの信号光を同じタイミングで合波されるように調整された前記２つの信号光を結合する光結合器を備え、受信器側に、局部発振光を出力する局部発振光源と、前記送信器から送信された前記２つの信号光と前記局部発振光とを結合する光結合器と、結合された前記２つの信号光と前記局部発振光を光電変換することにより異なる２つの中間周波信号を出力する光検波器と、前記２つの中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、前記２つの中間周波信号を両方とも透過する帯域を持つバンドパスフィルタと、前記２つの中間周波信号をまとめて検波することにより信号成分を復調する包絡線検波器を備え、前記２つの中間周波信号の周波数差の絶対値が前記２つの信号光の変調速度の半分より大きくなるように前記２つの信号光と前記局部発振光の光周波数を設定したことを特徴とする。 The present invention also detects and demodulates signal light by interfering the signal light and local oscillation light and performing optical heterodyne detection when demodulating the signal light transmitted from the optical signal transmitter. in coherent optical communication apparatus, light conducted to the transmitter side, and two light sources oscillation light frequency are different, the same signal modulated by applying a separately intensity-modulated signal into two oscillation light from the two light sources a modulator, is combined with the polarization controller to relatively orthogonal states the polarization of two signal lights, two signal lights output from the polarization controller at the same timing from the optical modulator includes an optical coupler for coupling said adjusted to so that two signal lights, said the receiver side, and the local oscillation light source for outputting a local oscillation light, and the two signal light transmitted from the transmitter Light combined with local oscillation light And engager, and a light detector for outputting the two different intermediate frequency signal by photoelectrically converting the local oscillator light and combined the two signal lights, and an intermediate frequency amplifier for amplifying the two intermediate frequency signals the bandpass filter having a bandwidth for transmitting both two intermediate frequency signals, e Bei the envelope detector for demodulating the signal component by detecting together the two intermediate frequency signals, the two intermediate The optical frequencies of the two signal lights and the local oscillation light are set so that the absolute value of the frequency difference between the frequency signals is larger than half of the modulation speed of the two signal lights .

また、本発明は、光信号送信器から送信される信号光を受信器において復調する際に、信号光と局部発振光を干渉させ、光へテロダイン検波を行うことによって、信号光を検波し復調するコヒーレント光通信装置において、送信器側に、１つの発振光を出力する光源と、前記発振光に正弦波状の変調信号を印加することにより光変調を行う第１の光変調器と、前記第１の光変調器からの出力光を光周波数が異なる２つ光に分岐する光周波数分岐器と、分岐された２つの光の偏波を相対的に直交状態にする偏波制御器と、前記偏波制御器から出力された２つの光を結合する光結合器と、結合された２つの光に強度変調信号を印加することにより同一の信号変調を行い２つの信号光を出力する第２の光変調器を備え、受信器側に、局部発振光を出力する局部発振光源と、前記送信器から送信された前記２つの信号光と前記局部発振光とを結合する光結合器と、結合された前記２つの信号光と前記局部発振光を光電変換することにより異なる２つの中間周波信号を出力する光検波器と、前記２つの中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、前記２つの中間周波信号を両方とも透過する帯域を持つバンドパスフィルタと、前記２つの中間周波信号をまとめて検波することにより信号成分を復調する包絡線検波器を備え、前記２つの中間周波信号の周波数差の絶対値が前記２つの信号光の変調速度の半分より大きくなるように前記２つの信号光と前記局部発振光の光周波数を設定したことを特徴とする。 The present invention also detects and demodulates signal light by interfering the signal light and local oscillation light and performing optical heterodyne detection when demodulating the signal light transmitted from the optical signal transmitter. in coherent optical communication apparatus, the transmitter side, a light source for outputting one of the oscillation light, a first optical modulator which performs optical modulation by applying a sinusoidal modulation signal to the oscillation light, the first and an optical frequency divider which light frequency output light from the first optical modulator is branched into two different lights, a polarization controller to relatively orthogonal states the polarization of the two lights branched, wherein an optical combiner for combining the two light output from the polarization controller, the outputs of the row physician two signal lights of the same signal modulated by applying an intensity modulated signal into two light coupled 2 Local oscillator light is output to the receiver side. A local oscillation light source for the optical coupler for coupling said transmitted two the signal light and the local oscillator light from said transmitter, photoelectrically converting the coupled two signal lights the local oscillator light a band pass filter having a light detector for outputting the two different intermediate frequency signals, an intermediate frequency amplifier for amplifying the two intermediate frequency signals, a band to be transmitted through both the two intermediate-frequency signal by the 2 one of the example Bei the envelope detector for demodulating the signal component by collectively detects the intermediate frequency signal, the absolute value of the frequency difference of the two intermediate-frequency signal is greater than half the modulation rate of the two signal lights As described above, the optical frequencies of the two signal lights and the local oscillation light are set .

また、本発明は、光信号送信器から送信される信号光を受信器において復調する際に、信号光と局部発振光を干渉させ、光へテロダイン検波を行うことによって、信号光を検波し復調するコヒーレント光通信装置において、送信器側に、１つの発振光を出力する光源と、前記発振光に強度変調信号を印加することにより信号変調を行う第２の光変調器と、前記第２の光変調器からの信号光に正弦波状の変調信号を印加することにより光変調を行う第１の光変調器と、前記第１の光変調器からの信号光を光周波数が異なる２つの信号光に分岐する光周波数分岐器と、分岐された２つの信号光の偏波を相対的に直交状態にする偏波制御器と、前記偏波制御器から出力された２つの信号光を結合する光結合器を備え、受信器側に、局部発振光を出力する局部発振光源と、前記送信器から送信された前記２つの信号光と前記局部発振光とを結合する光結合器と、結合された前記２つの信号光と前記局部発振光を光電変換することにより異なる２つの中間周波信号を出力する光検波器と、前記２つの中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、前記２つの中間周波信号を両方とも透過する帯域を持つバンドパスフィルタと、前記２つの中間周波信号をまとめて検波することにより信号成分を復調する包絡線検波器を備え、前記２つの中間周波信号の周波数差の絶対値が前記２つの信号光の変調速度の半分より大きくなるように前記２つの信号光と前記局部発振光の光周波数を設定したことを特徴とする。 The present invention also detects and demodulates signal light by interfering the signal light and local oscillation light and performing optical heterodyne detection when demodulating the signal light transmitted from the optical signal transmitter. to the coherent optical communication system, the transmitter side, a light source for outputting one of the oscillation light, a second optical modulator that performs signal modulation by applying an intensity modulation signal to the oscillation light, the second first optical modulator and the first optical frequency signal light from the optical modulator two different signal lights for performing optical modulation by applying a sinusoidal modulation signal to the signal light from the optical modulator light coupled to the optical frequency splitter for splitting the polarization controller to relatively orthogonal states the polarization of two signal lights branched, two signal lights output from the polarization controller to comprising a coupler, the receiver side, outputs a local oscillation light And the local oscillation light source that, said transmitted from a transmitter and two signal lights and the optical coupler for coupling the local oscillator light, photoelectrically converting the coupled two signal lights the local oscillator light a band pass filter having a light detector for outputting the two different intermediate frequency signals, an intermediate frequency amplifier for amplifying the two intermediate frequency signals, a band to be transmitted through both the two intermediate-frequency signal by the 2 one of the example Bei the envelope detector for demodulating the signal component by collectively detects the intermediate frequency signal, the absolute value of the frequency difference of the two intermediate-frequency signal is greater than half the modulation rate of the two signal lights As described above, the optical frequencies of the two signal lights and the local oscillation light are set .

さらに、本発明は、光信号送信器から送信される信号光を受信器において復調する際に、信号光と局部発振光を干渉させ、光へテロダイン検波を行うことによって、信号光を検波し復調するコヒーレント光通信装置において、送信器側に、１つの発振光を出力する光源と、前記発振光に正弦波状の変調信号を印加し、ＤＳＢ−ＳＣ方式を用いて１つの発振光から光周波数が異なる２つの光を生成するマッハツェンダ型の第１の光変調器と、前記第１の光変調器からの出力光を光周波数が異なる２つの光に分岐する光周波数分岐器と、分岐された２つの光の偏波を相対的に直交状態にする偏波制御器と、前記偏波制御器から出力された２つの光を結合する光結合器と、結合された２つの光に強度変調信号を印加することにより同一の信号変調を行い２つの信号光を出力する第２の光変調器を備え、受信器側に、局部発振光を出力する局部発振光源と、前記送信器から送信された前記２つの信号光と前記局部発振光とを結合する光結合器と、結合された前記２つの信号光と前記局部発振光を光電変換することにより異なる２つの中間周波信号を出力する光検波器と、前記２つの中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、前記２つの中間周波信号を両方とも透過する帯域を持つバンドパスフィルタと、前記２つの中間周波信号をまとめて検波することにより信号成分を復調する包絡線検波器を備え、前記２つの中間周波信号の周波数差の絶対値が前記２つの信号光の変調速度の半分より大きくなるように前記２つの信号光と前記局部発振光の光周波数を設定したことを特徴とする。 Furthermore, the present invention detects and demodulates signal light by interfering signal light and local oscillation light and performing optical heterodyne detection when demodulating the signal light transmitted from the optical signal transmitter at the receiver. in coherent optical communication apparatus, the transmitter side, a light source for outputting one of the oscillation light, a sinusoidal modulation signal applied to the oscillation light, the light frequency from one of the oscillation light with the DSB-SC scheme a Mach-Zehnder type first optical modulator for generating two different light, and an optical frequency divider for optical frequency output light from said first optical modulator is branched into two different light branched 2 one of the polarization controller to relatively orthogonal states the polarization of light, and an optical combiner for combining the two light output from the polarization controller, the intensity modulated signal into two light coupled Apply the same signal modulation A second optical modulator for outputting had two signal lights, in the receiver side, and the local oscillation light source for outputting a local oscillation light, said local oscillation light and transmitted the two signal light from the transmitter amplifying an optical coupler, an optical detector for outputting two intermediate-frequency signals having different by photoelectrically converting said local oscillation light and combined the two signal lights, the two intermediate frequency signals to couple the door an intermediate frequency amplifier for, example Bei bandpass filter having a bandwidth for transmitting both said two intermediate frequency signals, an envelope detector for demodulating the signal component by detecting together the two intermediate frequency signals The optical frequencies of the two signal lights and the local oscillation light are set so that the absolute value of the frequency difference between the two intermediate frequency signals is larger than half of the modulation speed of the two signal lights. .

また、本発明は、光信号送信器から送信される信号光を受信器において復調する際に、信号光と局部発振光を干渉させ、光へテロダイン検波を行うことによって、信号光を検波し復調するコヒーレント光通信装置において、送信器側に、１つの発振光を出力する光源と、前記発振光に強度変調信号を印加することにより信号変調を行う第２の光変調器と、前記第２の光変調器からの信号光に正弦波状の変調信号を印加し、ＤＳＢ−ＳＣ方式を用いて１つの信号光から光周波数が異なる２つの信号光を生成するマッハツェンダ型の第１の光変調器と、前記第１の光変調器からの信号光を光周波数が異なる２つの信号光に分岐する光周波数分岐器と、分岐された２つの信号光の偏波を相対的に直交状態にする偏波制御器と、前記偏波制御器から出力された２つの信号光を結合する光結合器を備え、受信器側に、局部発振光を出力する局部発振光源と、前記送信器から送信された前記２つの信号光と前記局部発振光とを結合する光結合器と、結合された前記２つの信号光と前記局部発振光を光電変換することにより異なる２つの中間周波信号を出力する光検波器と、前記２つの中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、前記２つの中間周波信号を両方とも透過する帯域を持つバンドパスフィルタと、前記２つの中間周波信号をまとめて検波することにより信号成分を復調する包絡線検波器を備え、前記２つの中間周波信号の周波数差の絶対値が前記２つの信号光の変調速度の半分より大きくなるように前記２つの信号光と前記局部発振光の光周波数を設定したことを特徴とする。 The present invention also detects and demodulates signal light by interfering the signal light and local oscillation light and performing optical heterodyne detection when demodulating the signal light transmitted from the optical signal transmitter. to the coherent optical communication system, the transmitter side, a light source for outputting one of the oscillation light, a second optical modulator that performs signal modulation by applying an intensity modulation signal to the oscillation light, the second A Mach-Zehnder type first optical modulator that applies a sinusoidal modulation signal to signal light from an optical modulator and generates two signal lights having different optical frequencies from one signal light using the DSB-SC system; , polarization of the optical frequency divider, wherein the optical frequency of the signal light from the first optical modulator is branched into two different signal light, the polarization of two signal lights branched relatively orthogonal states a controller, output from the polarization controller It comprises an optical combiner for combining the two signal light, the receiver side, and the local oscillation light source for outputting a local oscillation light, and said local oscillator light and transmitted the two signal light from the transmitter an optical coupler coupled to the light detector for outputting two intermediate-frequency signals having different by photoelectrically converting said local oscillation light and combined the two signal lights, intermediate for amplifying said two intermediate frequency signals e Bei and frequency amplifier, a band-pass filter having a bandwidth for transmitting both said two intermediate frequency signals, an envelope detector for demodulating the signal component by detecting together the two intermediate-frequency signal, the The optical frequencies of the two signal lights and the local oscillation light are set so that the absolute value of the frequency difference between the two intermediate frequency signals is larger than half of the modulation speed of the two signal lights .

また、上述したコヒーレント光通信装置を複数備えたコヒーレント光通信システムを構成する際には、単一の送信器と複数の受信器を有する場合、もしくは複数の送信器と複数の受信器を有する場合が考えられる。このとき、特に、（送信器数）＜（受信器数）となる場合において、偏波制御機能を送信器側に集約したことによるコスト削減効果が現れる。 Further, when configuring a coherent optical communication system including a plurality of the above-described coherent optical communication devices, a case where a single transmitter and a plurality of receivers are included, or a case where a plurality of transmitters and a plurality of receivers are included. Can be considered. At this time, in particular, when (the number of transmitters) <(the number of receivers), a cost reduction effect due to the aggregation of the polarization control function on the transmitter side appears.

本発明は、受信器において光信号と局部発振光の偏波状態の制御を行うことなく、光へテロダイン受信時において信号出力を得ることが可能である。そのため、従来の偏波ダイバーシティ受信器に比べ受信器における部品点数を削減することが可能となり、特に送信器側で機器管理を行うシステムにおいて有効な手段となる。 The present invention can obtain a signal output at the time of optical heterodyne reception without controlling the polarization state of the optical signal and the local oscillation light in the receiver. Therefore, it is possible to reduce the number of parts in the receiver as compared with the conventional polarization diversity receiver, and this is an effective means particularly in a system that performs device management on the transmitter side.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のコヒーレント光通信装置の第１の実施の形態を示す構成図であり、図２は、図１の各点Ａ〜Ｅの光もしくは電気スペクトルを示す図である。第１の実施の形態に係る光通信装置は、光源１，２、偏波制御器３，４、光結合器５、光変調器６を備える送信器と、局部発振光源７、光結合器８、光検波器９、中間周波増幅器１０、バンドパスフィルタ１１、包絡線検波器１２を備える受信器により構成される。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a coherent optical communication apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing light or electrical spectra at points A to E in FIG. The optical communication apparatus according to the first embodiment includes a light source 1, 2, polarization controllers 3, 4, an optical coupler 5, an optical modulator 6, a transmitter, a local oscillation light source 7, and an optical coupler 8. , An optical detector 9, an intermediate frequency amplifier 10, a band pass filter 11, and an envelope detector 12.

図２のＡおよびＢに示すように、送信器内部においては、光源１と光源２より、光周波数がｆ_IＦ１＋ｆ_IＦ２だけ離れた送信光を発振し、偏波制御器３，４を用いて互いの偏波状態を相対的に直交させる。次に、それぞれの発振光を光結合器５によって合波し、光変調器６を用いて強度変調信号を印加する。これにより、偏波が直交し、光周波数がｆ_IＦ１＋ｆ_IＦ２だけ離れ、かつ同一の信号変調が与えられた２つの信号光を送信器から送出する（図２のＣ）。 As shown in FIGS. 2A and 2B, inside the transmitter, the transmission light whose optical frequency is separated from the light source 1 and the light source 2 by f _IF1 + f _IF2 is oscillated, and the polarization controllers 3 and 4 are used. The polarization states of each other are relatively orthogonal. Next, each oscillation light is combined by the optical coupler 5, and an intensity modulation signal is applied using the optical modulator 6. As a result, two signal lights whose polarizations are orthogonal, whose optical frequencies are separated by f _IF1 + f _IF2 and the same signal modulation is applied are transmitted from the transmitter (C in FIG. 2).

送信器から送出された信号光は、受信器において局部発振光源７から発振される局部発振光と光結合器８により合波され、光検波器９により光電変換される。このとき、局部発振光は、光源１の発振光に対しｆ_IＦ１、光源２の発振光に対しｆ_IＦ２だけ光周波数が離れた波長とする（図２のＤ）。光電変換された信号光は、ｆ_IＦ１，ｆ_IＦ２を搬送波とした２つの中間周波信号として出力され（図２のＥ）、中間周波増幅器１０、２つの中間周波信号成分を透過するバンドパスフィルタ１１を介して包絡線検波器１２によって検波することで信号出力を得ることが可能である。 The signal light transmitted from the transmitter is combined with the local oscillation light oscillated from the local oscillation light source 7 by the optical coupler 8 at the receiver, and is photoelectrically converted by the optical detector 9. At this time, the local oscillation light has a wavelength whose optical frequency is separated by f _IF1 with respect to the oscillation light of the light source 1 and f _{IF2 with} respect to the oscillation light of the light source 2 (D in FIG. 2). The photoelectrically converted signal light is output as two intermediate frequency signals using f _IF1 and f _IF2 as carrier waves (E in FIG. 2), and the band-pass filter 11 transmits the intermediate frequency amplifier 10 and the two intermediate frequency signal components. It is possible to obtain a signal output by detecting with the envelope detector 12 via the.

ここで、図３に示すように、２つの信号光の光周波数差がｆ_IＦ２−ｆ_IＦ１となるように配置し（図３のＣ）、局部発振光を、光源１の発振光に対しｆ_IＦ１、光源２の発振光に対しｆ_IＦ２だけ光周波数が離れた波長とすることでも（図３のＤ）、同様に２つの中間周波信号を得ることが可能である（図３のＥ）。このとき、光検波器９によって光電変換した際に、光源１からの発振光と光源２からの発振光の干渉成分は、２つの信号光の偏波状態が直交状態となっているために出力されない。 Here, as shown in FIG. 3, the two signal lights are arranged such that the optical frequency difference between them is f _IF2 −f _IF1 (C in FIG. 3), and the local oscillation light is f with respect to the oscillation light of the light source 1. Two intermediate frequency signals can be obtained similarly (E in FIG. 3) even if the optical frequency is set to a wavelength that is f _IF2 away from the oscillation light of the light source ₁ and _{IF 1} (D in FIG. 3). At this time, when photoelectric conversion is performed by the optical detector 9, the interference component of the oscillation light from the light source 1 and the oscillation light from the light source 2 is output because the polarization states of the two signal lights are orthogonal. Not.

図２の場合においてｆ_IＦ１＝ｆ_IＦ２となる場合は、それぞれの光信号の偏波状態と光検波後の中間周波数の位相状態によっては、最悪状態では中間周波信号が出力されなくなる場合がある。また、図３の場合においてｆ_IＦ１＝ｆ_IＦ２となる場合は、２つの信号光の波長が同一となるため、波長の異なる２つの信号光を送信できない。そのため、それぞれの周波数は少なくともｆ_IＦ１≠ｆ_IＦ２となるように設定する必要がある。また、出力信号を最も効率的に検波するためには、信号のマークの中に中間周波信号が最大となる点が少なくとも１つ以上存在すればよいことから、中間周波信号の包絡線となる｜ｆ_IＦ１−ｆ_IＦ２｜を変調信号の速度の半分より大きく取ることで実現可能である。 In the case of FIG. 2, when f _IF1 = f _IF2 , depending on the polarization state of each optical signal and the phase state of the intermediate frequency after optical detection, the intermediate frequency signal may not be output in the worst state. In addition, in the case of FIG. 3, when f _IF1 = f _IF2 , the two signal lights have the same wavelength, and therefore two signal lights having different wavelengths cannot be transmitted. Therefore, it is necessary to set the respective frequencies so that at least f _IF1 ≠ f _IF2 . Further, in order to detect the output signal most efficiently, it is sufficient that at least one point where the intermediate frequency signal is maximized exists in the mark of the signal, which becomes an envelope of the intermediate frequency signal. This can be realized by taking f _IF1 −f _IF2 | greater than half the speed of the modulation signal.

なお、上述した第１の実施の形態では、送信器の最後の位置で光変調器６による強度変調を行っているが、光変調器６による強度変調は、送信器の任意の位置で行うことが可能である。例えば、光源１および光源２の後にそれぞれ光変調器６を配置して、光源１および光源２から出力された発振光に対し、個別に信号変調を行い、偏波制御器３，４を用いて互いの偏波状態を相対的に直交させ、さらに、それぞれの発振光を同じタイミングで合波されるように調整して光結合器５によって合波するようにすることも可能である。 In the first embodiment described above, the intensity modulation by the optical modulator 6 is performed at the last position of the transmitter. However, the intensity modulation by the optical modulator 6 is performed at an arbitrary position of the transmitter. Is possible. For example, an optical modulator 6 is arranged after the light source 1 and the light source 2, respectively, and the signal modulated is individually applied to the oscillation light output from the light source 1 and the light source 2, and the polarization controllers 3 and 4 are used. It is also possible to make the polarization states of each other relatively orthogonal to each other and adjust the oscillation lights to be multiplexed at the same timing so as to be multiplexed by the optical coupler 5.

第１の実施の形態に係る光通信装置では、送信器側において、光源１と光源２からの発振光を相対的に直交状態にする偏波制御器３，４は、どちらか一方もしくは両方において偏波回転子を用いる。もしくは、光源１，２と光結合器５を偏波保持光ファイバを介して接続し、どちらか一方もしくは両方の偏波保持光ファイバを回転し、偏波状態が直交するように光結合器５と接続する等の手段により実現することが可能である。また、光結合器５は、光周波数結合器もしくは光偏波結合器とすることにより、光強度結合器に比べ結合損失を低減することができる。受信器側においても同様に、光結合器８を光周波数結合器とすることにより、結合損失を低減することができる。 In the optical communication apparatus according to the first embodiment, on the transmitter side, the polarization controllers 3 and 4 that make the oscillation light from the light source 1 and the light source 2 relatively orthogonal are either or both. A polarization rotator is used. Alternatively, the light sources 1 and 2 and the optical coupler 5 are connected via a polarization-maintaining optical fiber, and one or both of the polarization-maintaining optical fibers are rotated so that the polarization state is orthogonal. It is possible to realize it by means such as connecting to. Moreover, the optical coupler 5 can reduce a coupling loss compared with an optical intensity coupler by using an optical frequency coupler or an optical polarization coupler. Similarly, on the receiver side, the coupling loss can be reduced by using the optical coupler 8 as an optical frequency coupler.

図４は、本発明のコヒーレント光通信装置の第２の実施の形態を示す構成図であり、図５は、図４の各点Ｆ〜Ｈのスペクトルを示す図である。第２の実施の形態に係る光通信装置は、光源２１、光変調器２２、発振器２３、光周波数分岐器２４、偏波制御器２５，２６、光結合器２７、光変調器２８を備える送信器と、図１と同一構成の受信器により構成される。 FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the coherent optical communication apparatus of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the spectrum of each point FH in FIG. The optical communication apparatus according to the second embodiment includes a light source 21, an optical modulator 22, an oscillator 23, an optical frequency splitter 24, polarization controllers 25 and 26, an optical coupler 27, and an optical modulator 28. And a receiver having the same configuration as in FIG.

光源２１から出力された発振光に対し（図５のＦ）、発振器２３の正弦波出力ｆ_ｍ１を入力された光変調器２２を用いて変調をかける。これにより、発振光に対して周波数ｆ_ｍ１の差分をもつサイドバンドを生じる（図５のＧ）。光源２１から送出された発振光と、変調器２２により生成されたサイドバンドを合わせて新たな発振光とすることにより、１つの光源から３つの発振光を生成することが可能である。これら３つの発振光のうち、光周波数分岐器２４を用いて任意の２つの発振光を選択・分岐し、偏波制御器２５，２６によって偏波状態を相対的に直交状態にした後、光結合器２７により合波する（図５のＨの３つのスペクトルのうち任意の１つ）。 The oscillation light output from the light source 21 (F in FIG. 5) is modulated using the optical modulator 22 to which the sine wave output f _m1 of the oscillator 23 is input. As a result, a side band having a difference of frequency f _m1 is generated with respect to the oscillation light (G in FIG. 5). By combining the oscillation light transmitted from the light source 21 and the sideband generated by the modulator 22 into new oscillation light, it is possible to generate three oscillation lights from one light source. Of these three oscillating lights, any two oscillating lights are selected / branched using the optical frequency branching unit 24, and the polarization states are made relatively orthogonal by the polarization controllers 25, 26, and then the light The signals are multiplexed by the coupler 27 (any one of the three spectra of H in FIG. 5).

その後、光変調器２８を用いて強度変調信号を印加することで、同一の信号変調が与えられた２つの信号光を生成することができる。このとき、発振器２３の出力変調周波数ｆ_ｍ１と、光周波数分岐器２４により選択する発振光を制御することで、２つの信号光の光周波数差を｜ｆ_IＦ１±ｆ_IＦ２｜とし、送信する。受信器においては、図１と同様に検波、復調を行うことにより、信号を出力することが可能である。 Thereafter, by applying an intensity modulation signal using the optical modulator 28, it is possible to generate two signal lights given the same signal modulation. At this time, by controlling the output modulation frequency f _m1 of the oscillator 23 and the oscillation light selected by the optical frequency splitter 24, the optical frequency difference between the two signal lights is set to | f _IF1 ± f _IF2 |. The receiver can output a signal by performing detection and demodulation as in FIG.

なお、上述した第２の実施の形態では、送信器の最後の位置で光変調器２８による強度変調を行っているが、光変調器２８による強度変調は、送信器の任意の位置で行うことが可能である。例えば、光源２１−光変調器２８−光変調器２２−光周波数分岐器２４−偏波制御器２５，２６−光結合器２７のように配置し、光源２１から出力された発振光に対し、強度変調信号を入力された光変調器２８を用いて変調を行い、さらに発振器２３の正弦波出力ｆ_ｍ１を入力された光変調器２２を用いて変調を行い、光周波数分岐器２４を用いて発振光を選択・分岐し、偏波制御器２５，２６によって偏波状態を相対的に直交状態にした後、光結合器２７により合波するようにすることも可能である。 In the second embodiment described above, the intensity modulation by the optical modulator 28 is performed at the last position of the transmitter, but the intensity modulation by the optical modulator 28 is performed at an arbitrary position of the transmitter. Is possible. For example, the light source 21-the optical modulator 28-the optical modulator 22-the optical frequency splitter 24-the polarization controller 25, 26-the optical coupler 27 is arranged, and the oscillation light output from the light source 21 is Modulation is performed using the optical modulator 28 to which the intensity modulation signal is input, and further modulation is performed using the optical modulator 22 to which the sine wave output f _m1 of the oscillator 23 is input, and the optical frequency splitter 24 is used. It is also possible to select and branch the oscillating light, make the polarization state relatively orthogonal by the polarization controllers 25 and 26, and then multiplex them by the optical coupler 27.

この第２の実施の形態では、１つの光源を用いて２つの信号光を生成することができるので、送信器における光源数を削減できる上、２つの信号光の光周波数差を発振器２３の出力周波数で制御できるため、光源を２つ用いる場合に比べ信号光の光周波数制御が容易になる。 In the second embodiment, since two signal lights can be generated using one light source, the number of light sources in the transmitter can be reduced, and the optical frequency difference between the two signal lights is output from the oscillator 23. Since the frequency can be controlled, the optical frequency control of the signal light becomes easier than in the case of using two light sources.

図６は、本発明のコヒーレント光通信装置の第３の実施の形態を示す構成図であり、図７は、図６の各点Ｉ，Ｊのスペクトルを示す図である。第３の実施の形態に係る光通信装置は、光源３１、マッハツェンダ型光変調器３２、発振器３３、光周波数分岐器３４、偏波制御器３５，３６、光結合器３７、光変調器３８を備える送信器と、図１と同一構成の受信器により構成される。 FIG. 6 is a configuration diagram showing a third embodiment of the coherent optical communication apparatus of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing spectra at points I and J in FIG. The optical communication apparatus according to the third embodiment includes a light source 31, a Mach-Zehnder optical modulator 32, an oscillator 33, an optical frequency divider 34, polarization controllers 35 and 36, an optical coupler 37, and an optical modulator 38. And a receiver having the same configuration as that shown in FIG.

図７に示すように、光変調器３２は、マッハツェンダ型光変調器を用い、発振器３３によりｆ_ｍ２の正弦波信号を印加し変調する。このとき、バイアス電圧を適当に選ぶと入力発振光の光周波数成分は抑圧され、発振光の光周波数に対し変調周波数ｆ_ｍ２だけの差分をもつサイドバンドを生じる（ＤＳＢ−ＳＣ方式）（図７のＪ）。このサイドバンドを新たな発振光として利用することで、１つの光源により２つの発振光を出力することができる。第２の実施の形態と同様に同一光源より２つの発振光を生成するため、光源数の削減が可能となり、また、２つの信号光の光周波数間隔は、電気信号による発振器の周波数精度で制御されているため、信号光の光周波数制御も容易になる。さらに、１つの発振光からＤＳＢ−ＳＣ方式により２つの発振光を生成するため、第２の実施の形態のように３つの発振光から２つを選択する必要がないことから、光源３１の出力光パワーを有効に活用することが可能である。 As shown in FIG. 7, the optical modulator 32, using a Mach-Zehnder optical modulator, it is applied to modulate the sine wave signal of f _m2 by an oscillator 33. At this time, when the bias voltage is appropriately selected, the optical frequency component of the input oscillation light is suppressed, and a sideband having a difference of only the modulation frequency f _m2 with respect to the optical frequency of the oscillation light is generated (DSB-SC system) (FIG. 7). J). By using this sideband as new oscillation light, two oscillation lights can be output by one light source. Since two oscillation lights are generated from the same light source as in the second embodiment, the number of light sources can be reduced, and the optical frequency interval between the two signal lights is controlled by the frequency accuracy of the oscillator based on the electrical signal. Therefore, the optical frequency control of the signal light becomes easy. Further, since two oscillation lights are generated from one oscillation light by the DSB-SC method, it is not necessary to select two of the three oscillation lights as in the second embodiment. It is possible to effectively use the optical power.

このようにして光源３１からの出力をマッハツェンダ型光変調器３２、発振器３３を用いて２つの発振光として出力するが、このとき、発振器の変調周波数ｆ_ｍ２を２ｆ_ｍ２＝｜ｆ_IＦ１±ｆ_IＦ２｜とするようにとることで、２つの発振光の光周波数差を｜ｆ_IＦ１±ｆ_IＦ２｜とする。その後、光周波数分岐器３４を用いて２つの発振光を光周波数分岐する。分岐されたそれぞれの発振光は、偏波制御器３５，３６によって、相対的に偏波を直交状態とし、再び光結合器３７によって合波する。合波された２つの発振光に対して光変調器３８を用いて強度変調信号を印加することにより、図１における送信器と同様に互いに偏波が直交し、光周波数が｜ｆ_IＦ１±ｆ_IＦ２｜だけ離れ、同一の信号変調が与えられた２つの信号光を生成することができる。受信器においては、図１と同様に検波、復調を行うことにより、信号を出力することが可能である。 In this way, the output from the light source 31 is output as two oscillation lights using the Mach-Zehnder optical modulator 32 and the oscillator 33. At this time, the modulation frequency f _{m2 of the} oscillator is 2f _m2 = | f _IF1 ± f _IF2 By taking |, the optical frequency difference between the two oscillation lights is | f _IF1 ± f _IF2 |. Thereafter, the optical frequency branching unit 34 is used to split the two oscillation lights into an optical frequency. Each of the branched oscillating lights is relatively orthogonally polarized by the polarization controllers 35 and 36 and multiplexed again by the optical coupler 37. By applying an intensity modulation signal to the combined two oscillation lights using the optical modulator 38, the polarizations are orthogonal to each other and the optical frequency is | f _IF1 ± f as in the transmitter in FIG. It is possible to generate two signal lights separated by _IF2 | and given the same signal modulation. The receiver can output a signal by performing detection and demodulation as in FIG.

なお、上述した第３の実施の形態では、送信器の最後の位置で光変調器３８による強度変調を行っているが、光変調器３８による強度変調は、送信器の任意の位置で行うことが可能である。例えば、光源３１−光変調器３８−マッハツェンダ型光変調器３２−光周波数分岐器３４−偏波制御器３５，３６−光結合器３７のように配置し、光源３１から出力された発振光に対し、強度変調信号を入力された光変調器３８を用いて変調を行い、さらに発振器３３の正弦波出力ｆ_ｍ２を入力されたマッハツェンダ光変調器３２を用いて変調を行い、光周波数分岐器３４を用いて発振光を分岐し、偏波制御器３５，３６によって偏波状態を相対的に直交状態にした後、光結合器３７により合波するようにすることも可能である。 In the third embodiment described above, intensity modulation by the optical modulator 38 is performed at the last position of the transmitter. However, intensity modulation by the optical modulator 38 is performed at an arbitrary position of the transmitter. Is possible. For example, the light source 31 -the optical modulator 38 -the Mach-Zehnder type optical modulator 32 -the optical frequency splitter 34 -the polarization controllers 35 and 36 -the optical coupler 37 are arranged, and the oscillation light output from the light source 31 is used. On the other hand, modulation is performed using the optical modulator 38 to which the intensity modulation signal is input, and further modulation is performed using the Mach-Zehnder optical modulator 32 to which the sine wave output f _m2 of the oscillator 33 is input. It is also possible to divide the oscillation light by using, and make the polarization state relatively orthogonal by the polarization controllers 35 and 36 and then multiplex them by the optical coupler 37.

上述した本発明のコヒーレント光通信装置は、送信器側から、偏波状態が直交し、波長が異なり、同一の信号変調が与えられた２つの信号光を送信することで、伝送路中において偏波状態がランダムに変化した場合にも、２つの偏波の直交状態は保存される。このため、受信器側において光へテロダイン受信を行う場合に、局部発振光に対し同一偏波状態の信号光成分が必ず存在する。これにより信号光の偏波状態が、伝送路中においてどのような変化を受けた場合でも光へテロダイン受信を行うことが可能となり、受信器において信号を再生し出力することが可能となる。また、２つの中間周波信号を包絡線検波器によってまとめて検波することが可能であるため、受信器の構造は従来の偏波ダイバーシティ受信器と比べ部品点数を大幅に削減することが可能である。 The above-described coherent optical communication apparatus of the present invention transmits two signal lights having polarization states orthogonal to each other, different wavelengths, and the same signal modulation from the transmitter side. Even when the wave state changes randomly, the orthogonal state of the two polarizations is preserved. For this reason, when optical heterodyne reception is performed on the receiver side, there is always a signal light component in the same polarization state with respect to the local oscillation light. As a result, optical heterodyne reception can be performed regardless of any change in the polarization state of the signal light in the transmission path, and the signal can be reproduced and output in the receiver. In addition, since two intermediate frequency signals can be detected together by an envelope detector, the structure of the receiver can significantly reduce the number of parts compared to a conventional polarization diversity receiver. .

次に、コヒーレント光通信装置を複数備えるコヒーレント光通信システムについて説明する。図８は、本発明のコヒーレント光通信システムの第１の実施の形態を示す構成図である。第１の実施の形態に係る光通信システムは、図１、図４もしくは図６に示されたものと同様の形態を持つ１つの送信器４１と複数の受信器４２−１〜４２−ｎを、光ファイバ伝送路４３と光分岐器４４を介して接続する、ポイント−マルチポイント形状の光通信システムである。 Next, a coherent optical communication system including a plurality of coherent optical communication apparatuses will be described. FIG. 8 is a block diagram showing the first embodiment of the coherent optical communication system of the present invention. The optical communication system according to the first embodiment includes one transmitter 41 and a plurality of receivers 42-1 to 42-n having the same form as that shown in FIG. This is a point-multipoint optical communication system that is connected to the optical fiber transmission line 43 via the optical splitter 44.

送信器４１側から送出された図１、図４もしくは図６に示されたものと同様の２つの信号光は、光ファイバ伝送路中の光分岐器４４によって分岐され、各受信器４２−１〜４２−ｎに伝送される。各受信器４２−１〜４２−ｎにおいては、図１、図４もしくは図６と同様に復調され、信号出力を得る。 Two signal lights similar to those shown in FIG. 1, FIG. 4, or FIG. 6 sent from the transmitter 41 side are branched by an optical splitter 44 in the optical fiber transmission line, and each receiver 42-1 is split. To 42-n. Each of the receivers 42-1 to 42-n is demodulated in the same manner as in FIG. 1, FIG. 4, or FIG.

この実施の形態の場合、単一の送信器から送出された同一の信号光を多数の受信器によって受信するために、各受信器に偏波ダイバーシティ受信器を配置する場合と比べ、単一の送信器に機能を集約することができる。そのため、部品点数を大幅に削減することが可能であり、機器製造コストや機器管理コストを大幅に低減することが可能となる。 In the case of this embodiment, in order to receive the same signal light transmitted from a single transmitter by a large number of receivers, a single unit compared with a case where a polarization diversity receiver is arranged at each receiver. Functions can be centralized in the transmitter. Therefore, the number of parts can be greatly reduced, and the device manufacturing cost and the device management cost can be greatly reduced.

図９は、本発明のコヒーレント光通信システムの第２の実施の形態を示す構成図である。第２の実施の形態に係る光通信システムは、図１、図４もしくは図６に示されたものと同様の形態を持つ複数の送信器５１−１〜５１−ｎと複数の受信器５２−１〜５２−ｍを、光結合器５４と光ファイバ伝送路５３と光分岐器５５を介して接続する、マルチポイント−マルチポイント形状の光通信システムである。 FIG. 9 is a block diagram showing a second embodiment of the coherent optical communication system of the present invention. The optical communication system according to the second embodiment includes a plurality of transmitters 51-1 to 51-n and a plurality of receivers 52- having the same configuration as that shown in FIG. 1 is a multipoint-multipoint optical communication system in which 1 to 52-m are connected via an optical coupler 54, an optical fiber transmission line 53, and an optical splitter 55.

各送信器５１−１〜５１−ｎからは、それぞれ図１、図４もしくは図６に示されたものと同様の２つの光信号を送出し、光結合器５４を用いて全信号光を結合して波長多重信号とした後、光ファイバ伝送路５３へ伝送する。このとき、各信号光の波長は異なるものとなるよう設定する。例えば、送信器５１−１から送信される信号光は、光周波数にしてｆ_１と（ｆ_１＋｜ｆ_IＦ１±ｆ_IＦ２｜）とし、５１−２からの信号光はｆ_２と（ｆ_２＋｜ｆ_IＦ１±ｆ_IＦ２｜）とし、以下同様に、５１−ｎからの信号光はｆ_ｎと（ｆ_ｎ＋｜ｆ_IＦ１±ｆ_IＦ２｜）となるように送信する。 Each of the transmitters 51-1 to 51-n transmits two optical signals similar to those shown in FIG. 1, FIG. 4 or FIG. 6, and combines all signal lights using an optical coupler 54. Then, after making a wavelength multiplexed signal, it is transmitted to the optical fiber transmission line 53. At this time, the wavelength of each signal light is set to be different. For example, signal light transmitted from the transmitter 51-1, and the optical frequency _{f 1} and _{_{(f 1 + | f IF1 ±}} f IF2 |) and then, the signal light from 51-2 and _{f 2} _{(f 2} + | a), and so on, the signal light from the 51-n is a _{_{f n (f n + | |}} f IF1 ± f IF2 is so transmitted as to make a) | f _IF1 ± f _IF2.

このように設定することで、１本の光ファイバ伝送路を用いて複数の信号光を伝送可能となる。光ファイバ伝送路５３に送出された波長多重信号は、光分岐器５５によって分岐され、各受信器５２−１〜５２−ｍへ伝送される。各受信器５２−１〜５２−ｍにおいては、図１、図４もしくは図６と同様に復調され、信号出力を得る構成である。 By setting in this way, a plurality of signal lights can be transmitted using one optical fiber transmission line. The wavelength multiplexed signal sent to the optical fiber transmission line 53 is branched by the optical branching unit 55 and transmitted to the respective receivers 52-1 to 52-m. Each of the receivers 52-1 to 52-m is configured to obtain a signal output by demodulating in the same manner as in FIG.

この実施の形態のネットワーク構成は、特に、送信器数が受信器数より少ない通信システムにおいては、偏波ダイバーシティ受信器を用いた場合に比べ部品点数を削減することが可能となる。また、送信器を１箇所に集中配置し、受信器が分散配置される構成において、複雑化する通信機器部品を集中管理可能であるという点において有効である。 The network configuration of this embodiment makes it possible to reduce the number of parts compared to the case where a polarization diversity receiver is used, particularly in a communication system in which the number of transmitters is smaller than the number of receivers. Further, in a configuration in which transmitters are centrally arranged in one place and receivers are distributedly arranged, it is effective in that centralized management of complicated communication device parts is possible.

また、このとき各受信器内部の局部発振光源を波長可変光源とすることにより、波長多重信号から任意の信号を選択受信することが可能となる。この実施の形態のネットワーク構成をとることにより、１本の伝送路を用いて多数の信号光を伝送することが可能であり、また、送信器数、受信機数に依存しないネットワークを構築できるため、ネットワーク構築後の送信器もしくは受信器の追加が可能となる。 In addition, at this time, by using a wavelength tunable light source as a local oscillation light source in each receiver, an arbitrary signal can be selectively received from the wavelength multiplexed signal. By adopting the network configuration of this embodiment, it is possible to transmit a large number of signal lights using a single transmission line, and a network independent of the number of transmitters and the number of receivers can be constructed. It is possible to add a transmitter or a receiver after the network construction.

本発明のコヒーレント光通信装置の第１の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the coherent optical communication apparatus of this invention. 信号光と局部発振光のスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of signal light and local oscillation light. 信号光と局部発振光のスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of signal light and local oscillation light. 本発明のコヒーレント光通信装置の第２の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the coherent optical communication apparatus of this invention. 信号光と局部発振光のスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of signal light and local oscillation light. 本発明のコヒーレント光通信装置の第３の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows 3rd Embodiment of the coherent optical communication apparatus of this invention. 信号光と局部発振光のスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of signal light and local oscillation light. 本発明のコヒーレント光通信システムの第１の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the coherent optical communication system of this invention. 本発明のコヒーレント光通信システムの第２の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the coherent optical communication system of this invention. 従来の偏波ダイバーシティ受信器を説明する図である。It is a figure explaining the conventional polarization diversity receiver.

符号の説明Explanation of symbols

１，２，２１，３１光源
３，４，２５，２６，３５，３６偏波制御器
５，８，２７，３７，５４，６４，６５光結合器
６，２２，２８，３２，３８光変調器
７，６２局部発振光源
９，６６，６７光検波器
１０中間周波増幅器
１１バンドパスフィルタ
１２包絡線検波部
２３，３３発振器
２４，３４光周波数分岐器
４１，５１送信器
４２，５２受信器
４３，５３光ファイバ伝送路
４４，５５光分岐器
６１光偏波分離素子
６３９０°偏波回転器
６８，６９復調回路
７０加算器 1, 2, 21, 31 Light source 3, 4, 25, 26, 35, 36 Polarization controller 5, 8, 27, 37, 54, 64, 65 Optical coupler 6, 22, 28, 32, 38 Light modulation Unit 7, 62 Local oscillation light source 9, 66, 67 Optical detector 10 Intermediate frequency amplifier 11 Band pass filter 12 Envelope detector 23, 33 Oscillator 24, 34 Optical frequency branching device 41, 51 Transmitter 42, 52 Receiver 43 , 53 Optical fiber transmission line 44, 55 Optical splitter 61 Optical polarization separation element 63 90 ° polarization rotator 68, 69 Demodulator circuit 70 Adder

Claims

光信号送信器から送信される信号光を受信器において復調する際に、信号光と局部発振光を干渉させ、光へテロダイン検波を行うことによって、信号光を検波し復調するコヒーレント光通信装置において、
送信器側に、
発振光周波数が異なる２つの光源と、
前記２つの光源からの２つの発振光の偏波を相対的に直交状態にする偏波制御器と、
前記偏波制御器から出力された２つの発振光を結合する光結合器と、
結合された前記２つの発振光に強度変調信号を印加することにより同一の信号変調を行い２つの信号光を出力する光変調器を備え、
受信器側に、
局部発振光を出力する局部発振光源と、
前記送信器から送信された前記２つの信号光と前記局部発振光とを結合する光結合器と、
結合された前記２つの信号光と前記局部発振光を光電変換することにより異なる２つの中間周波信号を出力する光検波器と、
前記２つの中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、
前記２つの中間周波信号を両方とも透過する帯域を持つバンドパスフィルタと、
前記２つの中間周波信号をまとめて検波することにより信号成分を復調する包絡線検波器を備え、
前記２つの中間周波信号の周波数差の絶対値が前記２つの信号光の変調速度の半分より大きくなるように前記２つの信号光と前記局部発振光の光周波数を設定した
ことを特徴とするコヒーレント光通信装置。 In a coherent optical communication apparatus that detects and demodulates signal light by interfering the signal light and local oscillation light and performing optical heterodyne detection when demodulating the signal light transmitted from the optical signal transmitter ,
On the transmitter side,
Two light sources with different oscillation light frequencies,
A polarization controller to the polarization of the two oscillation light from the two light sources relative orthogonal states,
An optical combiner for combining the two oscillation light output from the polarization controller,
Comprises an optical modulator for outputting a row physician two signal lights of the same signal modulated by applying an intensity modulated signal coupled to said two oscillation light,
On the receiver side,
A local oscillation light source that outputs local oscillation light;
An optical coupler for coupling the local oscillator light and transmitted the two signal light from the transmitter,
A photodetector for outputting two different intermediate frequency signal by the combined the two signal lights the local oscillator light is converted photoelectrically,
An intermediate frequency amplifier for amplifying the two intermediate frequency signals ;
A bandpass filter having a bandwidth for transmitting both said two intermediate frequency signals,
E Bei an envelope detector for demodulating the signal component by detecting together the two intermediate frequency signals,
The coherent optical frequency of the two signal lights and the local oscillation light is set so that the absolute value of the frequency difference between the two intermediate frequency signals is larger than half of the modulation speed of the two signal lights. Optical communication device.

光信号送信器から送信される信号光を受信器において復調する際に、信号光と局部発振光を干渉させ、光へテロダイン検波を行うことによって、信号光を検波し復調するコヒーレント光通信装置において、
送信器側に、
発振光周波数が異なる２つの光源と、
前記２つの光源からの２つの発振光に個別に強度変調信号を印加することにより同一の信号変調を行う光変調器と、
前記光変調器からの２つの信号光の偏波を相対的に直交状態にする偏波制御器と、
前記偏波制御器から出力され２つの信号光を同じタイミングで合波されるように調整された前記２つの信号光を結合する光結合器を備え、
受信器側に、
局部発振光を出力する局部発振光源と、
前記送信器から送信された前記２つの信号光と前記局部発振光とを結合する光結合器と、
結合された前記２つの信号光と前記局部発振光を光電変換することにより異なる２つの中間周波信号を出力する光検波器と、
前記２つの中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、
前記２つの中間周波信号を両方とも透過する帯域を持つバンドパスフィルタと、
前記２つの中間周波信号をまとめて検波することにより信号成分を復調する包絡線検波器を備え、
前記２つの中間周波信号の周波数差の絶対値が前記２つの信号光の変調速度の半分より大きくなるように前記２つの信号光と前記局部発振光の光周波数を設定した
ことを特徴とするコヒーレント光通信装置。 In a coherent optical communication apparatus that detects and demodulates signal light by interfering the signal light and local oscillation light and performing optical heterodyne detection when demodulating the signal light transmitted from the optical signal transmitter ,
On the transmitter side,
Two light sources with different oscillation light frequencies,
An optical modulator that performs the same signal modulation by individually applying an intensity modulation signal to the two oscillation lights from the two light sources;
A polarization controller to the polarization of the two signal light from the optical modulator relative orthogonal states,
Includes an optical coupler for coupling said two signal light output by the two signal lights are adjusted so as to be multiplexed at the same timing from the polarization controller,
On the receiver side,
A local oscillation light source that outputs local oscillation light;
An optical coupler for coupling the local oscillator light and transmitted the two signal light from the transmitter,
A photodetector for outputting two different intermediate frequency signal by the combined the two signal lights the local oscillator light is converted photoelectrically,
An intermediate frequency amplifier for amplifying the two intermediate frequency signals ;
A bandpass filter having a bandwidth for transmitting both said two intermediate frequency signals,
E Bei an envelope detector for demodulating the signal component by detecting together the two intermediate frequency signals,
The coherent optical frequency of the two signal lights and the local oscillation light is set so that the absolute value of the frequency difference between the two intermediate frequency signals is larger than half of the modulation speed of the two signal lights. Optical communication device.

光信号送信器から送信される信号光を受信器において復調する際に、信号光と局部発振光を干渉させ、光へテロダイン検波を行うことによって、信号光を検波し復調するコヒーレント光通信装置において、
送信器側に、
１つの発振光を出力する光源と、
前記発振光に正弦波状の変調信号を印加することにより光変調を行う第１の光変調器と、
前記第１の光変調器からの出力光を光周波数が異なる２つ光に分岐する光周波数分岐器と、
分岐された２つの光の偏波を相対的に直交状態にする偏波制御器と、
前記偏波制御器から出力された２つの光を結合する光結合器と、
結合された２つの光に強度変調信号を印加することにより同一の信号変調を行い２つの信号光を出力する第２の光変調器を備え、
受信器側に、
局部発振光を出力する局部発振光源と、
前記送信器から送信された前記２つの信号光と前記局部発振光とを結合する光結合器と、
結合された前記２つの信号光と前記局部発振光を光電変換することにより異なる２つの中間周波信号を出力する光検波器と、
前記２つの中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、
前記２つの中間周波信号を両方とも透過する帯域を持つバンドパスフィルタと、
前記２つの中間周波信号をまとめて検波することにより信号成分を復調する包絡線検波器を備え、
前記２つの中間周波信号の周波数差の絶対値が前記２つの信号光の変調速度の半分より大きくなるように前記２つの信号光と前記局部発振光の光周波数を設定した
ことを特徴とするコヒーレント光通信装置。 In a coherent optical communication apparatus that detects and demodulates signal light by interfering the signal light and local oscillation light and performing optical heterodyne detection when demodulating the signal light transmitted from the optical signal transmitter ,
On the transmitter side,
A light source that outputs one oscillation light;
A first optical modulator that performs optical modulation by applying a sinusoidal modulation signal to the oscillation light;
And an optical frequency splitter for splitting the first two lights light frequency different output light from the optical modulator,
A polarization controller that makes the polarization of the two branched lights relatively orthogonal;
An optical combiner for combining the two light output from the polarization controller,
By applying the combined intensity modulated signal into two optical were a second optical modulator for outputting a row physician two signal lights of the same signal modulation,
On the receiver side,
A local oscillation light source that outputs local oscillation light;
An optical coupler for coupling the local oscillator light and transmitted the two signal light from the transmitter,
A photodetector for outputting two different intermediate frequency signal by the combined the two signal lights the local oscillator light is converted photoelectrically,
An intermediate frequency amplifier for amplifying the two intermediate frequency signals ;
A bandpass filter having a bandwidth for transmitting both said two intermediate frequency signals,
E Bei an envelope detector for demodulating the signal component by detecting together the two intermediate frequency signals,
The coherent optical frequency of the two signal lights and the local oscillation light is set so that the absolute value of the frequency difference between the two intermediate frequency signals is larger than half of the modulation speed of the two signal lights. Optical communication device.

光信号送信器から送信される信号光を受信器において復調する際に、信号光と局部発振光を干渉させ、光へテロダイン検波を行うことによって、信号光を検波し復調するコヒーレント光通信装置において、
送信器側に、
１つの発振光を出力する光源と、
前記発振光に強度変調信号を印加することにより信号変調を行う第２の光変調器と、
前記第２の光変調器からの信号光に正弦波状の変調信号を印加することにより光変調を行う第１の光変調器と、
前記第１の光変調器からの信号光を光周波数が異なる２つの信号光に分岐する光周波数分岐器と、
分岐された２つの信号光の偏波を相対的に直交状態にする偏波制御器と、
前記偏波制御器から出力された２つの信号光を結合する光結合器を備え、
受信器側に、
局部発振光を出力する局部発振光源と、
前記送信器から送信された前記２つの信号光と前記局部発振光とを結合する光結合器と、
結合された前記２つの信号光と前記局部発振光を光電変換することにより異なる２つの中間周波信号を出力する光検波器と、
前記２つの中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、
前記２つの中間周波信号を両方とも透過する帯域を持つバンドパスフィルタと、
前記２つの中間周波信号をまとめて検波することにより信号成分を復調する包絡線検波器を備え、
前記２つの中間周波信号の周波数差の絶対値が前記２つの信号光の変調速度の半分より大きくなるように前記２つの信号光と前記局部発振光の光周波数を設定した
ことを特徴とするコヒーレント光通信装置。 In a coherent optical communication apparatus that detects and demodulates signal light by interfering the signal light and local oscillation light and performing optical heterodyne detection when demodulating the signal light transmitted from the optical signal transmitter ,
On the transmitter side,
A light source that outputs one oscillation light;
A second optical modulator that performs signal modulation by applying an intensity modulation signal to the oscillation light;
A first optical modulator that performs optical modulation by applying a sinusoidal modulation signal to the signal light from the second optical modulator;
And an optical frequency divider, wherein the optical frequency of the signal light from the first optical modulator is branched into two different signal light,
A polarization controller that makes the polarization of the two branched signal lights relatively orthogonal;
Comprises an optical combiner for combining the two signal light output from the polarization controller,
On the receiver side,
A local oscillation light source that outputs local oscillation light;
An optical coupler for coupling the local oscillator light and transmitted the two signal light from the transmitter,
A photodetector for outputting two different intermediate frequency signal by the combined the two signal lights the local oscillator light is converted photoelectrically,
An intermediate frequency amplifier for amplifying the two intermediate frequency signals ;
A bandpass filter having a bandwidth for transmitting both said two intermediate frequency signals,
E Bei an envelope detector for demodulating the signal component by detecting together the two intermediate frequency signals,
The coherent optical frequency of the two signal lights and the local oscillation light is set so that the absolute value of the frequency difference between the two intermediate frequency signals is larger than half of the modulation speed of the two signal lights. Optical communication device.

光信号送信器から送信される信号光を受信器において復調する際に、信号光と局部発振光を干渉させ、光へテロダイン検波を行うことによって、信号光を検波し復調するコヒーレント光通信装置において、
送信器側に、
１つの発振光を出力する光源と、
前記発振光に正弦波状の変調信号を印加し、ＤＳＢ−ＳＣ方式を用いて１つの発振光から光周波数が異なる２つの光を生成するマッハツェンダ型の第１の光変調器と、
前記第１の光変調器からの出力光を光周波数が異なる２つの光に分岐する光周波数分岐器と、
分岐された２つの光の偏波を相対的に直交状態にする偏波制御器と、
前記偏波制御器から出力された２つの光を結合する光結合器と、
結合された２つの光に強度変調信号を印加することにより同一の信号変調を行い２つの信号光を出力する第２の光変調器を備え、
受信器側に、
局部発振光を出力する局部発振光源と、
前記送信器から送信された前記２つの信号光と前記局部発振光とを結合する光結合器と、
結合された前記２つの信号光と前記局部発振光を光電変換することにより異なる２つの中間周波信号を出力する光検波器と、
前記２つの中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、
前記２つの中間周波信号を両方とも透過する帯域を持つバンドパスフィルタと、
前記２つの中間周波信号をまとめて検波することにより信号成分を復調する包絡線検波器を備え、
前記２つの中間周波信号の周波数差の絶対値が前記２つの信号光の変調速度の半分より大きくなるように前記２つの信号光と前記局部発振光の光周波数を設定した
ことを特徴とするコヒーレント光通信装置。 In a coherent optical communication apparatus that detects and demodulates signal light by interfering the signal light and local oscillation light and performing optical heterodyne detection when demodulating the signal light transmitted from the optical signal transmitter ,
On the transmitter side,
A light source that outputs one oscillation light;
A first Mach-Zehnder optical modulator that applies a sinusoidal modulation signal to the oscillation light and generates two lights having different optical frequencies from one oscillation light using the DSB-SC system;
And an optical frequency divider for optical frequency output light from said first optical modulator is branched into two different light,
A polarization controller that makes the polarization of the two branched lights relatively orthogonal;
An optical combiner for combining the two light output from the polarization controller,
By applying the combined intensity modulated signal into two optical were a second optical modulator for outputting a row physician two signal lights of the same signal modulation,
On the receiver side,
A local oscillation light source that outputs local oscillation light;
An optical coupler for coupling the local oscillator light and transmitted the two signal light from the transmitter,
A photodetector for outputting two different intermediate frequency signal by the combined the two signal lights the local oscillator light is converted photoelectrically,
An intermediate frequency amplifier for amplifying the two intermediate frequency signals ;
A bandpass filter having a bandwidth for transmitting both said two intermediate frequency signals,
E Bei an envelope detector for demodulating the signal component by detecting together the two intermediate frequency signals,
The coherent optical frequency of the two signal lights and the local oscillation light is set so that the absolute value of the frequency difference between the two intermediate frequency signals is larger than half of the modulation speed of the two signal lights. Optical communication device.

光信号送信器から送信される信号光を受信器において復調する際に、信号光と局部発振光を干渉させ、光へテロダイン検波を行うことによって、信号光を検波し復調するコヒーレント光通信装置において、
送信器側に、
１つの発振光を出力する光源と、
前記発振光に強度変調信号を印加することにより信号変調を行う第２の光変調器と、
前記第２の光変調器からの信号光に正弦波状の変調信号を印加し、ＤＳＢ−ＳＣ方式を用いて１つの信号光から光周波数が異なる２つの信号光を生成するマッハツェンダ型の第１の光変調器と、
前記第１の光変調器からの信号光を光周波数が異なる２つの信号光に分岐する光周波数分岐器と、
分岐された２つの信号光の偏波を相対的に直交状態にする偏波制御器と、
前記偏波制御器から出力された２つの信号光を結合する光結合器を備え、
受信器側に、
局部発振光を出力する局部発振光源と、
前記送信器から送信された前記２つの信号光と前記局部発振光とを結合する光結合器と、
結合された前記２つの信号光と前記局部発振光を光電変換することにより異なる２つの中間周波信号を出力する光検波器と、
前記２つの中間周波信号を増幅する中間周波増幅器と、
前記２つの中間周波信号を両方とも透過する帯域を持つバンドパスフィルタと、
前記２つの中間周波信号をまとめて検波することにより信号成分を復調する包絡線検波器を備え、
前記２つの中間周波信号の周波数差の絶対値が前記２つの信号光の変調速度の半分より大きくなるように前記２つの信号光と前記局部発振光の光周波数を設定した
ことを特徴とするコヒーレント光通信装置。 In a coherent optical communication apparatus that detects and demodulates signal light by interfering the signal light and local oscillation light and performing optical heterodyne detection when demodulating the signal light transmitted from the optical signal transmitter ,
On the transmitter side,
A light source that outputs one oscillation light;
A second optical modulator that performs signal modulation by applying an intensity modulation signal to the oscillation light;
The second sine-wave modulated signal is applied to the signal light from the optical modulator, DSB-SC scheme first Mach-Zehnder type optical frequencies from one signal light generates two signal lights having different using An optical modulator;
And an optical frequency divider, wherein the optical frequency of the signal light from the first optical modulator is branched into two different signal light,
A polarization controller that makes the polarization of the two branched signal lights relatively orthogonal;
Comprises an optical combiner for combining the two signal light output from the polarization controller,
On the receiver side,
A local oscillation light source that outputs local oscillation light;
An optical coupler for coupling the local oscillator light and transmitted the two signal light from the transmitter,
A photodetector for outputting two different intermediate frequency signal by the combined the two signal lights the local oscillator light is converted photoelectrically,
An intermediate frequency amplifier for amplifying the two intermediate frequency signals ;
A bandpass filter having a bandwidth for transmitting both said two intermediate frequency signals,
E Bei an envelope detector for demodulating the signal component by detecting together the two intermediate frequency signals,
The coherent optical frequency of the two signal lights and the local oscillation light is set so that the absolute value of the frequency difference between the two intermediate frequency signals is larger than half of the modulation speed of the two signal lights. Optical communication device.

請求項１〜６のいずれかに記載のコヒーレント光通信装置を複数備えるコヒーレント光通信システムにおいて、
単一の送信器と複数の受信器が光分岐結合器および光伝送路を介して接続される構成である
ことを特徴とするコヒーレント光通信システム。 In a coherent optical communication system comprising a plurality of coherent optical communication devices according to any one of claims 1 to 6 ,
A coherent optical communication system, wherein a single transmitter and a plurality of receivers are connected via an optical branching coupler and an optical transmission line.

請求項１〜６のいずれかに記載のコヒーレント光通信装置を複数備えるコヒーレント光通信システムにおいて、
複数の送信器と複数の受信器が光分岐結合器および光伝送路を介して接続される構成である
ことを特徴とするコヒーレント光通信システム。 In a coherent optical communication system comprising a plurality of coherent optical communication devices according to any one of claims 1 to 6 ,
A coherent optical communication system, wherein a plurality of transmitters and a plurality of receivers are connected via an optical branching coupler and an optical transmission line.